Biología

Manipulação genética: definição, prós e contras

O que é manipulação genética?

Os seres humanos têm manipulado as sequências de genes de organismos por milhares de anos, selecionando organismos com as características que desejamos. A manipulação genética moderna envolve procedimentos científicos para adicionar novo DNA ou silenciar sequências de genes em um organismo. A capacidade de alterar o genoma de um organismo é muito controversa, principalmente no que diz respeito ao impacto que tem sobre os seres humanos.

A manipulação genética é, em essência, um processo feito para manipular o genoma de um organismo para produzir os traços desejados. No passado, isso era conseguido por meio de reprodução seletiva. A reprodução seletiva pode ser descrita da seguinte maneira: um animal ou planta nasceria com uma característica desejada e um fazendeiro criaria esse animal ou planta para produzir mais organismos com aquela característica. A criação seletiva é a razão pela qual temos uma variedade tão grande de raças de cães. A criação seletiva também é o motivo pelo qual temos repolho, couve, brócolis, couve-flor e couve de Bruxelas.

Conforme mostrado nesta imagem, cada uma dessas plantas é uma variação ou cultivar de mostarda selvagem ('Brassica oleracea'). Cada cultivar foi cultivada por milhares de anos para características específicas; couve-flor e brócolis foram criados por sua capacidade de produzir cabeças com flores. As características vistas em cada cultivar foram os resultados de diferenças genéticas naturais encontradas no genoma.

Figura 1: Os humanos manipularam as características genéticas das espécies por milhares de anos. Vários dos vegetais de que você pode gostar são variações da mesma planta.
Reprodução selecionada

As galinhas que compramos no supermercado têm quase quatro vezes o tamanho das galinhas disponíveis na década de 1950, mostradas na imagem aqui.

Figura 2: O grande tamanho dos frangos modernos não é resultado de manipulação genética, mas sim de reprodução seletiva.
Comparação do tamanho do frango

Este surto de crescimento é o resultado da criação seletiva de uma linhagem particular de frangos e da melhoria da nutrição. A cepa de frango, descoberta na década de 1950, naturalmente tinha a capacidade de crescer mais rápido e maior do que outras galinhas, como resultado de uma mutação em seu genoma. Embora as práticas modernas de alimentação de animais com hormônios de crescimento e antibióticos sejam controversas, elas não modificam a genética do organismo e não são consideradas manipulação genética.

A criação seletiva é muito ineficiente porque é deixada ao acaso. Para cultivar um organismo com uma nova característica, você tem que esperar que a característica ocorra espontaneamente. A manipulação genética moderna torna mais eficiente o cultivo de plantas e animais com as características desejadas. Ele usa a engenharia genética para construir os genes para dar a um organismo as características desejadas e usa a biotecnologia para introduzir a característica no genoma.

Como funciona a manipulação genética?

Tanto a engenharia genética quanto o melhoramento seletivo são considerados manipulação genética. A engenharia genética coloca o poder de manipulação nas mãos da humanidade porque os próprios cientistas manipulam o DNA. A capacidade de manipular o genoma e as expressões gênicas dos organismos exige que os cientistas desenvolvam primeiro as ferramentas para manipular o DNA e, em seguida, desenvolvam métodos para introduzir o DNA que foi modificado no genoma do organismo.

Copiar e colar

O primeiro passo para ser capaz de manipular ou criar novos genes foi a descoberta de DNA ligases e enzimas de restrição. Pense na criação de um gene modificado como um projeto super sofisticado de colagem de jardim de infância; você precisará de tesoura e cola. As enzimas de restrição são como tesouras moleculares que podem cortar o DNA. DNA ligases são como cola molecular - podem ser usadas para colar sequências de DNA novamente.

Genes de diferentes organismos que foram cortados e colados são chamados de transgenes . Um organismo cujo genoma contém um transgene é considerado transgênico . Nas notícias, os organismos transgênicos são freqüentemente chamados de organismos geneticamente modificados ou OGM.

Os animais transgênicos têm usos em pesquisas, no campo da medicina e na agricultura. Se você bebe leite sem lactose, está bebendo leite de uma vaca transgênica que foi projetada para produzir menos lactose em seu leite. Em humanos, a manipulação genética é chamada de terapia genética, e grande parte da pesquisa visa corrigir doenças genéticas.

Seqüenciamento de genes

Desde a descoberta das enzimas de restrição e da DNA ligase, o conhecimento de todo o genoma de muitos organismos foi sequenciado, incluindo humanos. Isso permite que os cientistas saibam exatamente qual sequência de genes eles precisam alterar ou silenciar para dar a um organismo uma nova característica ou silenciar uma característica prejudicial que causa uma doença.

A manipulação genética foi usada para criar maçãs transgênicas que não douram e arroz que produz mais vitamina A. Os pesquisadores também criaram plantas transgênicas com novos genes que forneceriam vacinas contra doenças como cólera ou rotavírus. A manipulação genética também permite que os cientistas explorem o tratamento de doenças genéticas alterando o genoma dos indivíduos afetados.

Controvérsia de manipulação genética

A manipulação genética moderna é mais controversa do que a reprodução seletiva porque permite que os humanos tenham controle sobre quais características são vistas em um organismo. No início, as manipulações de genes eram realizadas em bactérias e outros organismos unicelulares que eram de interesse apenas dos cientistas.

Questões éticas sobre a manipulação genética começaram a surgir quando começamos a fazer mudanças em organismos que são do interesse das pessoas e do público em geral. Existem muitas coisas boas que vêm da manipulação genética de organismos, como a melhoria da saúde e da qualidade de vida. Por exemplo, o Golden Rice (GR), que foi aprimorado para produzir vitamina A, elimina a deficiência de vitamina A em países onde a fome é um problema.

Nosso conhecimento do genoma humano e da engenharia genética também permite o potencial de eliminação de doenças genéticas, como anemia falciforme, hemofilia e fibrose cística.

No entanto, existem consequências potenciais para o uso de organismos geneticamente modificados. Ao discutir o uso de organismos transgênicos, você deve considerar o impacto que ele tem na saúde humana e no meio ambiente. Por exemplo, em 2008, o primeiro animal transgênico, The GloFish (mostrado aqui), tornou-se disponível para compra pelo público.

Figura 4: GloFish foram os primeiros animais de estimação transgênicos disponíveis comercialmente.
Animais de estimação transgênicos

Nos Estados Unidos, apenas a Califórnia proibiu esses animais porque o impacto que eles poderiam ter se fossem soltos na natureza é desconhecido. O impacto das espécies invasoras está bem estabelecido. Considere o que aconteceu com jibóias e pítons nos Estados Unidos. O peixe-boi pode não parecer ameaçador, mas se eles conseguirem vencer as espécies nativas por recursos, causarão impacto no meio ambiente. O mesmo pode ser dito para qualquer organismo transgênico. Se os genes de um organismo transgênico forem introduzidos no meio ambiente, a diversidade genética encontrada na natureza será afetada

A manipulação de genes em humanos evoca imagens da Alemanha nazista ou filmes como Gattaca , onde seu status na sociedade é determinado por sua composição genética. Existem leis federais, estaduais e privadas que regulam os tipos de pesquisas que os cientistas podem fazer para garantir a segurança dos organismos transgênicos e da terapia genética.

Além disso, os cientistas são donos de seu trabalho. Os cientistas podem patentear os transgenes que eles criaram. Se um transgene que cura uma doença humana for patenteado, as pessoas que não podem pagar pelo tratamento podem não ter acesso à cura. A capacidade de permitir o acesso a uma vida melhor é determinada pelo status socioeconômico, que é uma questão ética e aumenta a polêmica.

Resumo da lição

Para recapitular, a manipulação genética é um processo feito para manipular o genoma de um organismo para produzir os traços desejados. No passado, isso era feito por meio de reprodução seletiva , que é quando uma característica desejada é testemunhada em um organismo, e os humanos então criam esse organismo na esperança de que essa característica seja transmitida.

Hoje em dia, a tecnologia permitiu que os humanos se tornassem hábeis em cortar e colar genes de diferentes organismos para criar os efeitos desejados em um determinado organismo, incluindo humanos. Eles são conhecidos como transgenes . Outros métodos incluem o sequenciamento de genes, que envolve o mapeamento do genoma de um organismo.

A manipulação genética não é isenta de controvérsias, entretanto. A manipulação genética moderna é mais controversa do que a reprodução seletiva porque permite que os humanos tenham controle sobre quais características são vistas em um organismo. Além da ideia de uma criatura transgênica afetando a diversidade genética do meio ambiente, existem outras consequências sociais em potencial que não pareceriam muito deslocadas em um filme de ficção científica distópico.

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